人工智能引论复习题

人工智能:是边缘学科.主要研究如何用计算机模仿和实现人类的智能.
符号主义(主流学派):认为人的认知基元是符号,认知过程即符号操作过程;认为人是一个物理符号系统,计算机也是一个物理符号系统,因此,能用计算机来模拟人的智能行为;认为知识是信息的一种形式,是构成智能的基础.人工智能的核心问题是知识表示、知识推理和知识运用.
连结主义:认为思维基元是神经元,而不是符号处理过程;认为人脑不同于电脑,并提出连结主义的大脑工作模式,用于取代符号操作的电脑工作模式
行为主义:认为智能取决于感知和行动(所以被称为行为主义),提出智能行为的“感知—动作”模式;认为智能不需要知识、不需要表示、不需要推理;人工智能可以象人类智能一样逐步进化(所以称为进化主义);智能行为只能在现实世界中与周围环境交互作用而表现出来.
确定性推理是建立在确定性知识和证据的基础上的推理.从确定的初始证据出发,通过运用确定性知识,最终推出具有一定程度的确定性但却又是合理或基本合理的结论.
知识是人们在改造客观世界的实践中形成的对客观事物(包括自然的和人造的)及其规律的认识,包括对事物的现象、本质、状态、关系、联系和运动等的认识.
知识表示方式(把知识用计算机可接受的符号并以某种形式描述出来)一阶谓词逻辑、产生式表示、状态空间图表示、与或图表示、语义网络、框架结构表示,还有问题归纳法、面向对象法等.
机器学习是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能.它是人工智能的核心,是使计算机具有智能的根本途径,其应用遍及人工智能的各个领域,它主要使用归纳、综合而不是演绎.
机器学习的基本系统结构:环境向系统的学习部分提供某些信息,学习部分利用这些信息修改知识库,以增进系统执行部分完成任务的效能,执行部分根据知识库完成任务,同时把获得的信息反馈给学习部分.在具体的应用中,环境,知识库和执行部分决定了具体的工作内容,学习部分所需要解决的问题完全由上述3部分确定.下面我们分别叙述这3部分对设计学习系统的影响.
所有的人都是要死的,苏格拉底是人,所以苏格拉底是要死的.
令P(x):x是人,Q(x):x是要死的:(x)(P(x)→Q(x))∧P(苏格拉底)→Q(苏格拉底)
证明(1) ( x)(P(x)→Q(x)) 前提
(2) P(苏格拉底)→Q(苏格拉底) 全称量词消去
(3) P(苏格拉底) 前提
(4) Q(苏格拉底) (2)(3) 分离
每个学术会议的成员是专家,有些成员是年轻人,所有有的成员是年轻专家.
令P(x):x是专家,Q(x):x是年轻人,R(x)表x是学术会议成员:
(X)(R(x)→P(X));(∃X) (R(x)∧Q(X));(∃X)(Q(X)∧P(X))
证明(1)(∃X) (R(x)∧Q(X)) P (2) R(a)∧Q(a)ES(1)
(3)R(a)T(1)I (4) (X)(R(x)∧P(X))P
(5)R(a)→P(a)US(4) (6) P(a) T(3) (5)I
(7)Q(a) T(2)I (8)Q(a)∧P(a) T(6) (7)I
(9)(∃X) (Q(x)∧P(X)) EG(8)
任何鸵鸟都不会飞,多有雌鸵鸟都是鸵鸟,所以,所有雌鸵鸟都不会飞.
设P(x):x是鸵鸟;Q(x):x会飞;R(x):x是雌鸟.
∀x(P(x)→⌝Q(x)),
∀x (R(x)∧P(x)→P(x)), ∀x (R(x)∧P(x)→⌝ Q(x))
证明:(1)∀x (P(x)→⌝Q(x)) P
(2)∀x (R(x)∧P(x)→P(x)) P (3) P(a) →⌝Q(a) US(1) (4) R(a)∧P(a)→P(a) US(2) (5) R(a)∧P(a)→⌝Q(a) T(3)(4) (6) ∀x (R(x)∧P(x)→⌝ Q(x)) UG(5)
每个大学生不是文科生就是理科生,有些大学生是优秀生,小丁不是理科生,但他是优秀生,则小丁是大学生时,小丁是文科生.
设()S x :x 是大学生.()A x :x 是文科生.()B x :x 是理科生.()C x :x 是优等生.a :小张.
(()()())x S x A x B x ∀→∨,(()())x S x C x ∃∧,()B a ⌝,()C a ⇒()()S a A a →.
证明(1)(()()())x S x A x B x ∀→∨ P
(2)()()()S a A a B a →∨ US(3) (3)()S a 附加前提 (6)()()A a B a ∨ T(4)(5)I (7)()B a ⌝ P (8)()A a T(6)(7)I (9)()()S a A a → CP
张老师来了,这个问题可以解决,如果李老师来了,这个问题也可以得到解答,总之,张老师或李老师来了这个问题都可以得到解答.
设P:张老师来了.Q:李老师来了.R:这个问题可以得到解答. (P →R)∧(Q →R)∧(P ∨Q) R 硬币问题
假设对方先走,该问题的状态空间图如下:
（1）不管对方第一步的分配结果如何,我方走第一步时将钱币分为（4,2,1）,则我方必胜.（2）假如对方第一步分配的结果为（4,3）,我方走第一步时将钱币分为（3,3,1）,我方也必胜.
试构造一个用于描述教室的框架.
框架名:<1204教室>
墙数:4
窗数:4
门数:2
前墙:<墙框架（0 ,0）>
后墙:<墙框架（0 ,1）>
左墙:<墙框架（1 ,0）>
右墙:<墙框架（1 ,1）>
课桌数:60
坐凳数:120
黑板数:1
天花板: <天花板框架>
地板: <地板框架>
Micheal is an employee
Someday Micheal kicked
his boss.
传教士问题
（1）设左岸传教士数为m,则m={0,1,2,3};对应右岸的传教士数为3－m;左岸的野人数为c,则有 c ={0,1,2,3};对应右岸野人数为3－c;左岸船数为b,故又有b={0,1},右岸的船数为1－b.
（2）以左岸的状态来标记,即 Sk =（m,c,b）.初始状态: S0 =（3,3,1）,表示全部成员在河的左岸;目标状态:Sg=（0,0,0）,表示全部成员从河左岸渡河完毕.
（3）仍然以河的左岸为基点来考虑,把船从左岸划向右岸定义为Pij操作.其中,第一下标i 表示船载的传教士数, 第二下标j表示船载的野人数;同理,从右岸将船划回左岸称之为Qij 操作,下标的定义同前.则共有10种操作,操作集为
F={P01,P10,P11,P02,P20,Q01,Q10,Q11,Q02,Q20}
（4）S0 =（3,3,1）为初始状态,S31 = Sg =（0,0,0）为目标状态.全部的可能状态共有32
个,如表所示.
123
A B
1
23A B
23A B
目标状态
12
S '2
S '1
S '
3
123
A
B
12
3A
B 12
3A B S 2目标状态S 1
S 3
M(A 1 3)M(B 1 2)
M(A 3 2)
1
3
A
B S 0
初始状态
M(A 1 2)M(B 1 3)M(A 2 3)
注意:按题目规定条件,应划去非法状态,从而加快搜索效率.
1）首先可以划去左岸边野人数目超过传教士的情况,即S4、S8、S9、S20、S24、S25等6种状态是不合法的;
2）应划去右岸边野人数目超过修道士的情况,即S6、S7、S11、S22、S23、S27等情况; 3）应划去4种不可能出现状态:划去S15和S16——船不可能停靠在无人的岸边;划去S3——传教士不可能在数量占优势的野人眼皮底下把船安全地划回来;划去S28——传教士也不可能在数量占优势的野人眼皮底下把船安全地划向对岸.可见,在状态空间中,真正符合题目规定条件的只有16个合理状态. （5）根据上述分析,共有16个合法状态和允许的操作,可以划出传教士和食人者问题的状态空间图,如图所示.
任何一条从S0到达S31的路径都是该问题的解.
4AC 3AB 4CB 2AC 4BA 3BC 4AC 1AB;4CB 3CA 4BA 2CB;4AC 3AB;4CB。